Космические агентства и частные компании уже планируют, как будут строить колонии на Луне и Марсе. Учитывая это, возникает потребность в том, чтобы производить на месте строительные материалы. Недавние достижения в этой области приближают человечество к созданию устойчивых космических поселений. Более того, эти разработки имеют потенциал революционизировать строительные практики на Земле.
Прочные электропроводные кирпичи
Исследователи из Тринити-колледжа Дублина нашли способ превращать марсианский и лунный песок в твердые кирпичи. Это должно помочь в строительстве будущих поселений на других планетах. Команда разработала метод связывания реголита - рыхлых камней, песка и пыли, найденных на поверхности Марса и Луны - с использованием углеродных нанотрубок. Этот процесс требует низких температур и минимальной энергии, что делает его высокоэффективным для космических применений.
Несмотря на относительно низкую плотность, эти блоки демонстрируют прочность, приближающуюся к прочности гранита. Фактически, самые прочные кирпичи, произведенные этим методом, имеют прочность на сжатие 100 МПа, что выше, чем у лучших сортов земного бетона.
Одним из ключевых преимуществ этих кирпичей на основе реголита является их электропроводность. Это позволяет им служить внутренними датчиками, отслеживая структурное здоровье зданий. Проще говоря, они могут обнаруживать ранние признаки того, что герметичная структура в космосе начинает разрушаться.
Применение на Земле
Значение этого исследования выходит за рамки космической экспансии. Ученые считают, что их открытия могут иметь практическое применение для строительной отрасли на Земле. За счет включения в бетон аналогичного наноматериала, называемого графеном, его прочность может быть увеличена до 40 процентов.
Это может привести к значительному сокращению количества бетона, необходимого для строительства, что потенциально снизит загрязнение от производства бетона, которое в настоящее время составляет около 8 процентов глобальных выбросов CO2.
Предыдущие исследования также изучали возможность использования лунного реголита для создания кирпичей для космических строительных проектов. Несколько лет назад команда исследователей из Университета Центральной Флориды обнаружила, что кирпичи, изготовленные из лунного реголита и морской воды, могут помочь NASA создать долгосрочное присутствие на Луне путем строительства базового лагеря, включающего современную лунную кабину, ровер и мобильный дом.
Доцент Ранаджай Гош из факультета машиностроения и аэронавтики Университета Центральной Флориды вместе со своей исследовательской группой создал 3D-печатные кирпичи из лунного реголита, которые способны выдерживать экстремальные условия космоса.
Для создания кирпичей команда Гоша использовала сочетание 3D-печати и технологии binder jet (BJT), метода аддитивного производства, который вытесняет жидкий связующий агент - в данном случае морскую воду - на слой порошка.
"Построение полупостоянной базы на Луне или Марсе потребует максимального использования материалов, найденных на месте, и минимизации материалов и оборудования, транспортируемых с Земли. Это будет означать сильную зависимость от реголита и воды, дополненную небольшими количествами добавок, изготовленных на Земле", - говорит Джонатан Коулман, возглавляющий проект Тринити-колледжа.
